CdS-CoSx和CdS/ZnS光催化剂制备及其光催化和光电催化产氢研究
发布时间：2021-05-13 17:48
目前全球主要使用的能源仍然是化石燃料,然而化石燃料的存量有限,并且燃烧产生的CO2会加重温室效应,因此寻找新型可再生清洁能源成为各个国家科研的重点。氢气具有燃烧热值高,来源广泛,清洁无污染的优点,成为化石燃料最重要的替代品。光催化分解水制氢技术利用了地球上丰富的太阳能资源和水资源,是理想的制氢方式。半导体材料硫化镉（CdS）由于具有很好的吸光性能,因此一直被视为光催化产氢的理想材料之一,但CdS自身在可见光下极易发生光腐蚀,稳定性较差,因而限制了其广泛应用。本文对导电玻璃（FTO）上负载的CdS纳米棒陈列进行改性,以期提高其光催化和光电催化产氢活性和稳定性。具体研究内容和结论如下:（1）通过化学浴沉积和离子交换的方法在CdS纳米棒上负载CoSx纳米片,制备得到一种新型的结构催化剂CdS-CoSx。通过调控化学浴沉积时间得到了最佳CoSx的负载量,该复合催化剂的光催化析氢性能和稳定性明显优于CdS催化剂。使用最佳的CdS-CoSx作为光阳极用于光电催化（PEC）制氢,在模拟太阳光下,H2产率达到168.6μmol cm-2...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 半导体光催化制氢概述
1.2.1 半导体光催化制氢基本原理
1.2.2 半导体光催化制氢性能的影响因素
1.3 CdS纳米材料
1.4 提高CdS半导体光催化活性策略
1.4.1 离子掺杂
1.4.2 半导体复合
1.4.3 负载助催化剂
1.5 CdS纳米材料的应用
1.5.0 光催化产氢
1.5.1 光催化降解
1.5.2 光伏/光学传感器
1.6 研究目的、意义及主要研究内容
第二章 :实验试剂与仪器
2.1 实验试剂
2.2 实验仪器
2.3 催化剂表征及性能评价
2.3.1 扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscopy,SEM)
2.3.2 透射电子显微镜(Transmission Electron Microscopy,TEM)与能谱仪(EDS)
2.3.3 X-射线粉末衍射(X-ray Diffraction,XRD)
2.3.4 X-射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)
2.3.5 紫外-可见漫反射光谱(Ultraviolet-visibleSpectrometry,UV-VisSpectra)
2.3.6 分子荧光光谱(Molecule FluorescenceSpectra,FL)
2.3.7 电感耦合等离子体发射光谱(Inductively coupled plasma atomic emission spectrometer,ICP-OES)
2.3.8 表面光电压谱(Surface PhotovoltaicSpectroscopy,SPV)
2.4 光电化学性能测试
2.5 光催化产氢性能测试装置
2.6 光电催化产氢性能测试装置
第三章 :CdS-CoSx光催化剂的制备及其光催化和光电催化产氢研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 催化剂的制备
3.2.2 材料结构与光电化学性能表征
3.2.3 光催化制氢测试
3.2.4 光电催化产氢测试
3.3 结果和讨论
3.3.1 材料结构表征
3.3.2 材料的光催化制氢和光电化学制氢
3.3.3 光催化产氢反应机理分析
3.3.4 本章小结
第四章 :CdS/ZnS半导体异质结构制备及其光催化和光电催化制氢研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 催化剂制备
4.2.2 催化剂结构和光电化学表征
4.2.3 光催化产氢性能测试
4.2.4 光电催化产氢性能测试
4.3 结果和讨论
4.3.1 催化剂结构表征
4.3.2 光催化光电催化产氢测试
4.3.3 材料的光催化制氢反应过程分析
4.3.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
本文编号：3184452
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 半导体光催化制氢概述
1.2.1 半导体光催化制氢基本原理
1.2.2 半导体光催化制氢性能的影响因素
1.3 CdS纳米材料
1.4 提高CdS半导体光催化活性策略
1.4.1 离子掺杂
1.4.2 半导体复合
1.4.3 负载助催化剂
1.5 CdS纳米材料的应用
1.5.0 光催化产氢
1.5.1 光催化降解
1.5.2 光伏/光学传感器
1.6 研究目的、意义及主要研究内容
第二章 :实验试剂与仪器
2.1 实验试剂
2.2 实验仪器
2.3 催化剂表征及性能评价
2.3.1 扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscopy,SEM)
2.3.2 透射电子显微镜(Transmission Electron Microscopy,TEM)与能谱仪(EDS)
2.3.3 X-射线粉末衍射(X-ray Diffraction,XRD)
2.3.4 X-射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)
2.3.5 紫外-可见漫反射光谱(Ultraviolet-visibleSpectrometry,UV-VisSpectra)
2.3.6 分子荧光光谱(Molecule FluorescenceSpectra,FL)
2.3.7 电感耦合等离子体发射光谱(Inductively coupled plasma atomic emission spectrometer,ICP-OES)
2.3.8 表面光电压谱(Surface PhotovoltaicSpectroscopy,SPV)
2.4 光电化学性能测试
2.5 光催化产氢性能测试装置
2.6 光电催化产氢性能测试装置
第三章 :CdS-CoSx光催化剂的制备及其光催化和光电催化产氢研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 催化剂的制备
3.2.2 材料结构与光电化学性能表征
3.2.3 光催化制氢测试
3.2.4 光电催化产氢测试
3.3 结果和讨论
3.3.1 材料结构表征
3.3.2 材料的光催化制氢和光电化学制氢
3.3.3 光催化产氢反应机理分析
3.3.4 本章小结
第四章 :CdS/ZnS半导体异质结构制备及其光催化和光电催化制氢研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 催化剂制备
4.2.2 催化剂结构和光电化学表征
4.2.3 光催化产氢性能测试
4.2.4 光电催化产氢性能测试
4.3 结果和讨论
4.3.1 催化剂结构表征
4.3.2 光催化光电催化产氢测试
4.3.3 材料的光催化制氢反应过程分析
4.3.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
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